空化泡在外部声场的作用下会发生泡壁稳定性变化,这种稳定性变化在水力机械、噪声控制、生物医学等领域有重要作用。例如,当空化泡在水轮机叶片表面附近破灭时,其内部产生的微射流会对金属壁面造成冲击、伤害,甚至产生裂痕。而空化泡的表面在不断膨胀、缩小的过程中也会产生压力脉冲,引起局部、甚至全局流动状态的变化,影响水力机械的运行。空化泡的稳定性反映了空化泡自身维持稳定振荡的状态,主要分为四类:球形稳定性、刚度稳定性、扩散稳定性以及位置稳定性。前三种稳定性均与空化泡的径向运动模式有关,而位置稳定性指空化泡在声场中的空间位置变化,因此在本文不做讨论。文献调研显示,针对多种复杂空化泡表面稳定性及其所涉及的传质扩散过程的研究并不充分。本文通过理论分析和数值建模研究了多种复杂空化泡（蒸汽泡、非凝结气体泡及汽气混合泡）在牛顿流体（如水）中的振荡特性及其稳定性状态,其结果对水力机械的稳定运行等领域有重要的指导意义。首先,针对空化泡的振荡模型,本文推导了完整的复杂空化泡径向运动方程。该方程考虑了传质作用和流体可压缩性对于空化泡泡壁运动的影响。采用小扰动法对完整的空化泡运动方程进行求解,进而得到了传质作用及多种耗散机制（如粘性耗散、热耗散、声耗散、传质耗散等）对于蒸汽泡在牛顿流体中振荡过程的影响。结果表明,传质作用对于蒸汽泡的热力学多变指数、自然频率、能量耗散影响显著。其次,本文讨论了在考虑球形稳定性和刚度稳定性两种稳定性机制的情况下,蒸汽泡和汽气混合气体泡的稳定性区间并推导了判断空化泡稳定性的判据（常用临界压力幅值表示）。依据刚度稳定性的临界位置与球形稳定性的奇点位置关系将蒸汽泡的稳定性状态分成两种模式。另外,本文分析了空化泡稳定性的影响因素（主要包括声场频率、空化泡半径、混合气体的组分等）。当外部声场的角频率处于高频极限和低频极限的情况时,某一平衡半径下的蒸汽泡和汽气混合气体泡的球形稳定性的临界压力会保持在一个定值。最后,本文详细讨论了非凝结气体泡在考虑修正扩散下的稳定性模型及其稳定性状态和影响因素（如气体饱和度、非凝结气泡的平衡半径、外部声场频率等）,结果表明高频声场的作用会促使空化泡的稳定性区间向小半径和较大压力幅值的方向移动。